基于多传感器数据融合的室内定位算法

基于惯性测量单元(IMU)的定位方法是一种全自主定位方法,该方法通常是基于单个IMU(Single-IMU)实施定位,其具有较大的漂移误差和累积误差.因此,提出了一种基于多个可穿戴式IMU(Multi-IMUs)与室内无线传感器网络(IWSN)的多传感器数据融合的室内定位算法,根据佩戴于不同部位的Multi-IMUs信息协同,提高人体姿态检测的有效性,并且利用模糊投票机制(Fuzzy Voting Scheme)融合Multi-IMUs位置信息;此外,结合IWSN,采用卡尔曼滤波算法(Kalman Filter Algorithm)融合IWSN解算出的位置信息与Multi-IMUs计算出的位置信息降低基于IMU的累积误差.实验结果表明,所提出的基于多传感器数据融合的室内定位算法能够识别出行走的姿态,与基于Single-IMU的定位算法相比,该算法有效地降低了累积误差和漂移误差,提高了室内定位的有效性和可靠性.     

多传感器数据融合室内定位方法

研究了基于超宽带技术（ultra wide band,UWB）定位和视觉定位的多传感器融合室内定位方法,设计了UWB定位单元软硬件平台,调用修改了基于MMTracking的视觉定位方法,实现了两种室内定位技术,构建了基于贝叶斯估计的双传感器数据融合模型。实验结果表明,该方法具有较好的定位效果,提高了室内定位的测量精度和稳定性。     

一种基于无线传感器网络的AGV精确定位方法

文章对AGV的定位方法及无线传感器网络进行了研究,在分析了传统AGV定位方法不足的情况下,提出了一种利用无线传感网络技术对AGV进行精确定位的方法.该方法首先利用基于到达时间差(TDOA)的定位算法计算锚节点与盲节点之间的距离,之后利用最大似然估计算法计算盲节点的坐标.提出一种时间参数补偿的方法来消除TDOA测量中的误差.构建了一种新的AGV定位模型来求取AGV的坐标及姿态.实验结果表明该方法有效的提高了系统的抗干扰性能,能够实现较高的定位精度,定位精度在10 cm以内.     

飞机地面防撞多传感器数据融合系统研究

为了实现对不同传感器探测和跟踪的目标信息融合,提出了一种车载飞机地面防撞的多传感器数据融合系统.采用矩不变量的方法描述飞机的特征;采用Levenberg-Marquardt算法对标准的BP网络算法进行改进,使系统快递、稳定地进行飞机识别.该算法实现了多传感器多目标定位、航迹融合等关键技术,实验表明,该系统可以较好地实现目标定位、跟踪以及目标识别的目的.     

油藏预测中的贝叶斯网络融合方法

针对油藏分布预测的问题,提出了一个贝叶斯网络融合模型并设计了相应的算法.数据预处理时,为消除对地质、测井、钻井等多个专业和领域的数据分类所产生的误差,采用了数据聚类分析中k-平均算法,并针对专业领域数据的特点对算法进行了扩充与优化.最后,融合中心将贝叶斯网络输出的客观概率知识与领域专家知识进行主观融合,得出结论.实验表明,这一方法解决了油藏问题研究中传统方法(单一神经元网络模型方法)设计困难,训练周期长、速度慢,分类结果不精确等缺点,可以满足油藏分布预测的要求.     

基于高斯混合模型的无线传感器网络定位算法

针对距离误差对定位结果的影响,提出一种基于高斯混合模型的无线传感器网络定位算法.该算法将高斯混合模型方法引入到无线传感器网络的定位问题中,通过高斯混合模型分析找出误差较大的距离信息并将其剔除,对剩余距离信息使用三边测量定位法进行定位求解,同时结合加权定位算法进行位置估计.仿真实验结果表明,改进算法能提高定位精度,且定位结果更稳定.     

基于多传感器信息融合的AGV避障算法

介绍了多传感器信息融合技术的基本原理,研究了它在小车自主避障上的应用,并提出了在基于视觉定位的自动导引车(AGV)基础上的一种避障系统设计方案.该系统将超声波传感器与红外传感器组合使用,利用多传感器信息融合技术,采取改进的K/N融合方法以及基于先验知识的AND融合方法,对传感器数据进行分析决策并以此实现避障算法.实验利用上述方案进行避障测试,得到轨迹曲线.结果表明:该方案有效地改善了单一传感器性能较差以及消除噪声干扰等问题,避障时的安全距离不少于50cm,可及早预警并采取相应避障措施,最终实现了较好的避障功能.     

基于多源多层次信息融合的网络安全态势感知方法

针对网络安全态势感知范围局限、信息来源单一及准确性偏差较大的问题,提出了一个全方位整体上感知网络安全态势框架.充分考虑多信息源和多层次信息融合,从3个维度上动态生成网络当前安全状况,准确地反映网络当前安全态势,易于逆向查找异常组件.提出"3σ法则"离散化连续型随机变量方法,对建立适合处理非确定性信息融合的贝叶斯网模型有重要的理论与实践指导意义.最后,利用网络实例数据,对该模型和算法进行了验证,结果表明了该方法的正确性.     

基于WRV的室内移动机器人定位系统

针对W(WLAN,Wireless Local Area Network)、R(RFID,Radio Frequency Identification)、V(Video)技术在室内定位的特点,提出了基于WRV信息融合的机器人定位方法。以概率法为基础,进行了基于Kalman滤波的WLAN机器人定位实验;以增加移动误差补偿的极大似然估计定位算法为基础,进行了基于Kalman滤波的RFID机器人定位实验;以SIFT算法为基础,进行了机器人定位实验;最后研究了机器人多信息融合定位算法并进行了实验。移动机器人定位实验表明:机器人多信息融合定位平均定位偏差为0.381m,减少了WLAN、RFID及视觉系统单独定位时的偏差,定位精度上有了明显的提高,可以较好地满足室内移动机器人的定位要求。     

基于曲线拟合的投影算法的研究

用地理坐标传感器进行定位时,经常会存在一定的偏差,分析了其产生偏差的原因,以及当前常用的投影地图匹配算法的优劣性.提出了在曲线拟合原理上融合投影算法,对坐标数据进行修正,能够有效地提高线路匹配的准确率,具有很好的现实意义；最后在实际应用中对该算法做了检验.     

基于小数据集贝叶斯网络建模的偏差源诊断方法

针对装配过程尺寸偏差的小样本检测条件,提出了基于条件独立性检验的结构学习算法,结合柔性装配偏差关系模型,推导了贝叶斯网络子节点的先验条件概率,将小数据集与先验概率融合并获得贝叶斯网络参数,实现了装配偏差影响因素的贝叶斯网络建模,并用于某车型侧围装配过程的偏差源诊断.结果表明,所提出的偏差源诊断方法具有较高的准确性.     

基于蚁群算法的支持向量机室内蓝牙标定定位

针对不同型号的智能手机之间存在硬件差异,导致在使用不同的智能手机进行室内定位时,采集同一蓝牙信号强度观测值存在偏差而影响定位精度的问题,提出了一种基于蚁群算法的支持向量机室内定位蓝牙标定方法.由于支持向量机参数的选取对其预测精度影响较大,因此利用蚁群算法避免人为盲目地选择支持向量机的参数,优化模型并提高预测精度.实验结果表明:基于蚁群算法的支持向量机室内定位蓝牙标定方法相比标定前的精度提高了37.3%,可以有效地进行室内定位.     

基于Inception-LSTM-Attention的冷水机组传感器偏差故障诊断方法

为提升传统的冷水机组传感器偏差故障诊断方法的特征提取效果及故障诊断准确率,提出一种基于Inception模块和融合注意力机制(Attention)的长短时记忆网络(LSTM)相结合(Inception-LSTM-Attention)的冷水机组传感器偏差故障诊断方法。该方法通过Inception模块从冷水机组传感器时序数据中提取多尺度的实时特征,并利用LSTM学习传感器时序数据中存在的时间相关关系;通过在LSTM中融合注意力机制来保证其最终的输出综合了各个时间节点的输出,提升重要信息的影响程度,最大化保留时序数据的全局信息。同时,设计跳跃连接支路缓解网络中存在的梯度消失问题。最后,使用冷水机组实验平台的传感器实测数据对所提方法进行实验验证。研究结果表明：本文方法对于压力类、温度类各传感器的偏差故障诊断平均准确率均在94%以上;对于各传感器中较小偏差故障的故障诊断准确率均在87.6%以上;与主成分分析、卷积神经网络、Inception以及Inception-LSTM这4种方法相比,Inception-LSTM-Attention模型的传感器偏差故障诊断准确率更高。     

分布式传感器网络中基于数据融合的目标定位算法研究

利用分布式传感器网络以及数据融合方法来提高探测系统的检测与定位精度正在成为研究的热点。提出了一种应用于分布式传感器网络中的数据融合算法,通过对各个传感器节点的定位信息的加权求和来进行数据融合,用来提高探测系统目标定位的精度。算法采用两级自适应调整得到最优加权因子。首先利用线性最小方差估计(LMSE)算法得到权系数的初始值,然后利用训练节点和递归最小二乘(RLS)算法自适应地调整达到最优。对静态和运动目标的定位数据融合算法进行了仿真。仿真结果表明,相比单节点定位,融合算法的定位精度有约一到两个数量级的提高。     

基于超声波传感器的室内多功能电子行走辅助系统

提出了一套电子行走辅助系统,能够引导盲人避开障碍物,协助盲人实现室内定位.避障功能是利用环绕在腰部以及鞋上的超声波传感器收集空中与地面上的障碍物信息,通过感觉替代的方法,利用微型振动电机的振动提醒,将障碍物信息反馈给佩戴者.其中,鞋上的超声波传感器是由鞋底的压力传感器控制其开关.室内定位是利用姿态传感器及人体运动学模型进行相对定位,结合腰部5个超声波传感器的观测数据,利用扩展卡尔曼滤波的方式进行数据的融合.室内定位信息通过骨传导耳机传递给实验者,骨传导耳机在播放信息的同时,也开放了双耳,提高了安全性.利用电子行走辅助系统的功能进行实验,验证了辅助系统的实用性.     

基于混合模型的移动机器人同时定位与环境建模

提出一种基于混合地图模型的融合声纳传感器观测信息与里程计信息的同时定位与环境建模(SLAM)方法.该方法用混合模型即栅格地图模型和直线特征地图模型表示环境地图.首先,采用三区域声纳模型以及贝叶斯法则构建栅格地图,并通过在空间和时间上融合不同时刻多个声纳传感器的信息提高地图精度.然后,引入霍夫变换提取直线特征,创建直线特征地图,并通过比较地图中直线段的方向相似性、共线性与交叠性,确定全局与局部地图是否匹配.最后,利用直线特征以及扩展卡尔曼滤波器(EKF),通过状态预测、观测预测、位姿更新3个阶段估计出机器人更新的位姿信息,校正构建的地图模型,从而实现机器人的同时定位与环境地图构建.仿真实验和真实环境实验验证了该算法的可行性与有效性.     

一种基于贝叶斯网络和博弈论的信息融合模型

针对多源信息融合问题,以博弈思想为指导构建博弈信息融合模型,在贝叶斯网络表示的基础上提出用于博弈融合模型的融合算法.在具体算法的研究中,按照博弈信息融合模型的要求,对原有的贝叶斯网络算法中节点判断算法和Parzen窗融合算法进行改进并将两者相结合,提出了博弈融合态势评估算法,并从理论上分析了融合算法的最坏时间复杂度.将博弈信息融合模型及其贝叶斯网络算法应用于交通状态预测中,针对交通车流量、车速、车流密度等多源动态问题,构建合适的贝叶斯网络模型,实现交通状态的预测,给出预测的仿真结果.     

基于扩散策略的分布式多维尺度节点定位算法

针对无线传感器网络节点自身定位问题,提出了一种基于扩散策略的分布式多维尺度定位算法,给出了扩散策略和局部网络信息融合的方法.与传统多维尺度定位算法相比,该算法无须将所有信息集中到中心节点进行定位计算,而是在局部网络内进行定位迭代解算及信息交换再进行坐标信息融合.该算法在迭代过程中将未知节点视为锚节点,将原算法中被忽略的参数量引入优化目标方程,采用一组凸组合权值系数对交换后信息进行加权融合以得到节点自身坐标.仿真结果表明:改进算法与原算法相比在测量噪声较大时平均与最大定位误差均下降约10%,特别是当网络连通度较低时改进算法定位精度更高.     

双层PSO-ELM融合室内定位算法

随着基于位置服务需求的增长,室内定位成为国内外学者研究的重点领域.研究发现采用多传感器信息融合方法可以提高定位准确度,目前人们普遍认为利用多传感器的互补特性,结合各融合算法提升导航系统的整体精度是室内定位领域未来的发展趋势.本文提出一种基于双层粒子群极限学习机(PSO-ELM)神经网络的融合视觉和惯性信息的室内定位算法...     

信息融合与贝叶斯集成的船用中高速发动机磨损故障诊断

为了解决船用中高速发动机磨损故障诊断准确率偏低的问题,提出多源信息融合与贝叶斯网络集成的磨损故障诊断方法。利用贝叶斯参数估计算法进行多源故障征兆信息融合,通过大量发动机磨损故障实测数据,结合该领域专家知识,建构贝叶斯磨损故障诊断网络,并建立朴素贝叶斯分类器,简化融合结果,最终通过最大后验概率估计值识别磨损故障模式。经实际故障案例计算分析,验证了该诊断方法的有效性及网络模型建构的准确性。